污(wu)水(shui)廠除臭組合工藝技術分(fen)析

                   上海技(ji)華環保科技(ji)有限公司        技(ji)術開發(fa)部(bu)     上海市(shi)    浦東(dong)新(xin)區

簡述(shu)：通過使(shi)用(yong)高能(neng)離(li)子(zi)除臭(chou)(chou)設(she)備(bei)(bei)對污(wu)水處(chu)理(li)廠(chang)預處(chu)理(li)段臭(chou)(chou)氣進(jin)行(xing)收(shou)集除臭(chou)(chou)，并同(tong)時組合低溫等離(li)子(zi)除臭(chou)(chou)工(gong)藝及光催化氧化除臭(chou)(chou)工(gong)藝，對其(qi)具體(ti)除臭(chou)(chou)效果進(jin)行(xing)實際檢驗。結果表明，在單(dan)獨使(shi)用(yong)高能(neng)離(li)子(zi)設(she)備(bei)(bei)達到40％平均硫(liu)化氫去除率條件下，通過組合工藝可以達到99％以上的硫化氫去除率(lv)。

一概述

 隨(sui)著污水(shui)(shui)(shui)處理廠提標改造及污水(shui)(shui)(shui)廠氣(qi)態污染物排(pai)放指(zhi)標日趨嚴格，污水(shui)(shui)(shui)廠除(chu)(chu)臭(chou)(chou)(chou)治理變得更(geng)為(wei)重要(yao)。污水(shui)(shui)(shui)處理廠臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)來(lai)源主要(yao)為(wei)從待處理污水(shui)(shui)(shui)中揮(hui)發的惡(e)臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)體，以(yi)(yi)及污泥濃縮、脫水(shui)(shui)(shui)及外運過程中釋放的臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)。針對臭(chou)(chou)(chou)氣(qi)去除(chu)(chu)，國(guo)內(nei)常(chang)(chang)用(yong)的方(fang)法(fa)(fa)包(bao)括天然植(zhi)物液噴淋法(fa)(fa)、生物過濾法(fa)(fa)、化學反應法(fa)(fa)、活性(xing)炭吸附(fu)法(fa)(fa)等(deng)。而相比常(chang)(chang)規除(chu)(chu)臭(chou)(chou)(chou)方(fang)法(fa)(fa)，近(jin)些(xie)年逐漸流行的以(yi)(yi)離子(zi)(zi)除(chu)(chu)臭(chou)(chou)(chou)法(fa)(fa)為(wei)原理的工藝，如高能(neng)離子(zi)(zi)法(fa)(fa)、低溫等(deng)離子(zi)(zi)法(fa)(fa)、光催化氧化法(fa)(fa)等(deng)具有除(chu)(chu)臭(chou)(chou)(chou)效果穩定良(liang)好、占地面積小、無(wu)二次污染、操作簡單、低能(neng)耗等(deng)明顯優(you)勢(shi)。

高能離(li)子除臭(chou)主要依靠離子發生裝置產生的α粒子，與空氣中的氧分子反應，形成正負氧離子，通過將富含氧離子的新風與臭氣混合，氧化分解含氨和含硫分子等惡臭污染因子；低溫等離子除臭通過在電極間外加高壓高頻交變電流，產生電子、離子、自由基及分子碰撞反應，在臭氣通過時，使其中的惡臭氣體分子斷鍵，達到除臭目的；光催化法則通過使用具有光催化功能的金屬氧化物材料，在光照條件下，產生類似光合作用的光催化反應，形成活性很強的自由基和超氧離子等活性氧，破壞臭氣中有機物化學鍵，達到分解有機物、殺菌、除臭的目的。

目前，幾種離子除臭法工藝單獨使用技術已日趨成熟，污水廠除臭(chou)組合工藝組合的實際效果仍在研究中。利用離子除臭并輔以光催化技術將是未來發展的主要方向之一。此外，研究表明，低溫等離子法與光催化集成使用解決了光催化技術的瓶頸，同時也使等低溫等離子技術進一步得到了延伸和發展，具有廣闊的應用前景。因此，本研究主要針對三種離子法除臭工藝組合后的除臭效果進行實驗，其結果將為相關組合工藝今后在實際工程當中的運用提供參考依據。

二(er)  試驗內(nei)容

本(ben)試(shi)驗任務主(zhu)要針對(dui)在高能離(li)子除臭工藝中組合光催化氧(yang)化及低溫等(deng)離(li)子工藝，確(que)定幾種工藝組合對(dui)臭氣(qi)中硫(liu)化(hua)氫的去除是否有提(ti)升效果，并對(dui)未來在(zai)實(shi)際工程中運用(yong)相關組合工藝提(ti)供參考依據。具體(ti)步(bu)驟如下。

①測(ce)試高(gao)能離(li)子發生(sheng)器(qi)去除硫化氫效果，并通過調整氣體停留(liu)時間找到運行條件(jian)。

②測試(shi)高能離(li)子發(fa)(fa)射(she)器(qi)與光催化氧化或低(di)溫等離(li)子發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)共同作用時硫化(hua)氫去除效果。

③測試(shi)高能離子發射器與光催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)及(ji)低溫(wen)等(deng)離子發生器共同(tong)作用時(shi)硫化氫(qing)去除效果。 

三  試驗方案

本次實驗通過在實際運行水廠中建立實驗設備，對污水(shui)廠(chang)除臭組合工藝效果進行測試。實驗設備主要包括氣體收集系統、空氣過濾器、離子發生裝置、紫外照射裝置、抽風機、控制裝置、排放裝置等組成。實驗系統設計方案見圖1^本實驗以硫化氫濃度為主要觀測值(zhi)，并根據進氣(qi)及出(chu)氣(qi)口硫化氫濃度變化得出硫化氫去除率(lv)，用以模擬惡(e)臭因子(zi)(zi)去除效率(lv)。實驗使(shi)(shi)用常見的(de)在(zai)線(xian)檢測儀(yi)表，并輔(fu)以便攜(xie)式(shi)檢測儀(yi)表進行(xing)數(shu)據確認，提高(gao)(gao)(gao)數(shu)據準確率(lv)。同(tong)時，使(shi)(shi)用便攜(xie)式(shi)負離(li)子(zi)(zi)檢測儀(yi)對(dui)高(gao)(gao)(gao)能離(li)子(zi)(zi)設(she)備產生(sheng)離(li)子(zi)(zi)量進行(xing)檢測，作(zuo)為高(gao)(gao)(gao)能離(li)子(zi)(zi)設(she)備運(yun)行(xing)參數(shu)。

3.1 試驗設備

①高能離子、低溫等離子及光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)設(she)備(bei)均由相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)廠家(jia)提供，可(ke)保證1000m3／h臭氣處理量。

②硫化氫檢測(ce)(ce)儀表采用在(zai)線檢測(ce)(ce)儀表，檢測(ce)(ce)范圍(wei)為(wei)進氣0～200ppm，出氣0～lOOppm，精(jing)度(du)等級為(wei)2％。

③高能離(li)(li)(li)子設備產(chan)生離(li)(li)(li)子量：由于現場檢(jian)測(ce)(ce)條(tiao)件限制，無法檢(jian)測(ce)(ce)單(dan)位時間(jian)內產(chan)生離(li)(li)(li)子量，因此(ci)以(yi)通(tong)過離(li)(li)(li)子檢(jian)測(ce)(ce)儀檢(jian)測(ce)(ce)離(li)(li)(li)子濃(nong)(nong)度方(fang)式代替。經檢(jian)測(ce)(ce)，單(dan)根離(li)(li)(li)子管可(ke)產(chan)生30萬ions／cm3離(li)(li)(li)子濃(nong)(nong)度(測(ce)(ce)距為(wei)距離(li)(li)(li)離(li)(li)(li)子管5cm)，實(shi)驗中使用(yong)5根離(li)(li)(li)子管。

3.2  試驗條件

經檢(jian)測(ce)(ce)，由水廠預處(chu)理段收集的進氣硫化氫(qing)平均(jun)濃度(du)(du)(du)為(wei)(wei)15～20ppm。臭氣風(feng)(feng)(feng)(feng)量及新風(feng)(feng)(feng)(feng)風(feng)(feng)(feng)(feng)量通(tong)過風(feng)(feng)(feng)(feng)閥均(jun)控(kong)制(zhi)在300m3／h左右(you)。為(wei)(wei)確保實(shi)驗(yan)效果，避免因設備啟停對檢(jian)測(ce)(ce)數(shu)據(ju)(ju)造成影響，實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)收集均(jun)在系(xi)統開啟5min后，且硫化氫(qing)進氣讀數(shu)穩(wen)定情(qing)況下進行。數(shu)據(ju)(ju)收集方法為(wei)(wei)每(mei)30s讀取進出氣硫化氫(qing)濃度(du)(du)(du)，收集5min共10組數(shu)據(ju)(ju)，通(tong)過計算進氣、出氣硫化氫(qing)濃度(du)(du)(du)差值得(de)出去除率(lv)，并以其(qi)平均(jun)值作(zuo)為(wei)(wei)比較數(shu)據(ju)(ju)。

四試驗(yan)結(jie)果

4.1 高能離子去除硫化(hua)氫效率

本階段實驗(yan)僅開啟高能(neng)離子設備，在控制(zhi)臭氣(qi)氣(qi)量(liang)：新風氣(qi)量(liang)為l：l條件(jian)下(xia)進行，并在系統(tong)穩定(ding)運行后讀取硫化氫濃度數(shu)據(ju)。在收集并整理氣(qi)體停留時間1s及4s條件(jian)下(xia)的實驗(yan)數(shu)據(ju)后，結果如表1。

表1   高能離子處(chu)(chu)理(li)臭氣在(zai)不同的滯留時間處(chu)(chu)理(li)效率對比

由結果可知(zhi)，在系統穩定運行的前提下(xia)，增加(jia)臭氣停留時間(jian)后(hou)，由于反應時間(jian)增加(jia)，故平均(jun)硫化(hua)氫(qing)去(qu)除(chu)率有所(suo)提高。相對于(yu)1s臭(chou)氣停(ting)留時間(jian)，4s停(ting)留時間(jian)可(ke)以帶(dai)來(lai)更高的硫化(hua)氫(qing)去除率，在后續階(jie)段實驗中作為運行參數使用。但(dan)因為離子發生總量不足、硫(liu)化氫進氣濃度不(bu)穩定等原因，實際硫化氫去除效(xiao)果(guo)并不理想，在(zai)實際運用中如單(dan)獨使用高(gao)能離(li)子除臭工藝，可(ke)考慮使用能夠產(chan)生更大離(li)子濃度的高(gao)能離(li)子設備，或通過提(ti)高(gao)新風風量，增加氣體停留時(shi)間等方法提(ti)高(gao)除臭效(xiao)果(guo)。

4.2高能(neng)離(li)子和其(qi)他(ta)工藝組合去除(chu)硫化氫效率

目(mu)前市場上已有部分廠家采取(qu)高能離(li)子(zi)法組(zu)合(he)光催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)或(huo)低溫等離(li)子(zi)法除(chu)臭(chou)，本階段(duan)實(shi)驗(yan)(yan)對相關工藝組(zu)合(he)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)(xing)情(qing)況進行(xing)(xing)測試(shi)，了解其除(chu)臭(chou)效果(guo)。實(shi)驗(yan)(yan)采用與高能離(li)子(zi)實(shi)驗(yan)(yan)相同(tong)運(yun)行(xing)(xing)條件，在開(kai)啟(qi)高能離(li)子(zi)設(she)備同(tong)時，開(kai)啟(qi)光催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)或(huo)低溫等離(li)子(zi)設(she)備，并在系統(tong)穩(wen)定(ding)后(hou)讀(du)取(qu)硫化(hua)氫濃度(du)數據(ju)，進行(xing)(xing)對比后(hou)結(jie)果(guo)如表(biao)2。

表2  組(zu)合(he)工(gong)藝處(chu)理臭氣在不同的滯留(liu)時(shi)間(jian)處(chu)理效率對(dui)比

從(cong)試驗結果來看，對比(bi)單(dan)獨(du)使用高能(neng)離(li)子除臭工藝，在(zai)相同(tong)實驗條件(jian)下，組合工藝較單(dan)獨(du)使用高能(neng)離(li)子法均能(neng)有效提升硫化氫去除率，其中(zhong)以4s氣(qi)體停(ting)留時間條件下高能離子+光催化(hua)氧(yang)化(hua)工藝(yi)組合提(ti)升硫化氫(qing)去(qu)除(chu)率大。然而(er)從結果來(lai)看，使用單項組合工藝時，排(pai)氣口檢測硫化(hua)氫濃度依然在3一5ppm之間。因(yin)此，在實際項目中，如需進一步提高臭氣(qi)去除效果，可考慮提高離子(zi)濃(nong)度(du)，增加氣(qi)體(ti)停留時間等方式。

4.3 三種(zhong)工(gong)藝(yi)組合一起(qi)處理硫化氫效(xiao)

前(qian)期試(shi)驗認(ren)為光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)與低(di)溫等(deng)離子工藝組(zu)合(he)可以解決在單獨使(shi)用相(xiang)關工藝時(shi)可能產生的(de)問題，提高處(chu)理效率。本階段研究(jiu)對三種(zhong)工藝組(zu)合(he)實際運行情況進行測試(shi)，驗證前(qian)期推論。實驗在相(xiang)同條件下(xia)，同時(shi)開啟光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)設(she)備(bei)(bei)、低(di)溫等(deng)離子設(she)備(bei)(bei)及高能離子設(she)備(bei)(bei)，并(bing)在系(xi)統(tong)穩定后讀取硫化(hua)氫濃度數據，進行對比后結果如表3。

表3 高能離(li)子+低(di)溫(wen)等(deng)離(li)子+光催化氧(yang)化組合工(gong)藝處理臭氣在不(bu)同的(de)滯(zhi)留(liu)時間處理效率對比

從(cong)實(shi)驗(yan)結果來看，三種工藝組合已充分滿足在實(shi)驗(yan)條件下的硫化氫去除(chu)要(yao)求，在氣體停(ting)留時(shi)間4s時(shi)達到平均去除(chu)率99％以上。對比單獨使用高能(neng)離(li)子工(gong)藝(yi)，以及與低溫等離(li)子或光催化氧化工(gong)藝(yi)單獨組合，三種工(gong)藝(yi)組合對硫(liu)化氫去除(chu)率(lv)有著(zhu)顯(xian)著(zhu)的提升。

五結果

在(zai)相同(tong)實驗條件下，使(shi)(shi)用(yong)(yong)單項(xiang)組合(he)(he)工(gong)藝(與光(guang)催(cui)(cui)或低溫等(deng)(deng)離子(zi)組合(he)(he))得到的硫(liu)化氫去除率明顯好于單獨使(shi)(shi)用(yong)(yong)高(gao)能(neng)離子(zi)工(gong)藝，但(dan)由于氣(qi)體反應(ying)時間(jian)等(deng)(deng)限制(zhi)，其(qi)硫(liu)化氫去除率仍有提升空間(jian)。其(qi)中，使(shi)(shi)用(yong)(yong)高(gao)能(neng)／光(guang)催(cui)(cui)組合(he)(he)效(xiao)果要優于高(gao)能(neng)／低溫組合(he)(he)效(xiao)果。

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                 不同停(ting)留時(shi)間下幾種工藝組合方式(shi)硫化氫去(qu)除率(lv)對(dui)比